Способ контроля дефектов материалов и изделий Советский патент 1982 года по МПК G01N23/18 

(5) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ДЕФЕКТОВ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ

1

Изобретение относится к неразрушающему контролю структуры твердых тел при помощи мессбауэровского излучения и может быть, в частности, использовано для выявления и анализа дефектов произвольной природы в материалах и издегиях электронной техники.

Известен способ контроля дефектов материалов и изделий, включающий просвечивание объекта потоком рентгеновского излучения и электронов и регистрацию прошедшего через объектив излучения 3

Недоц атком такого способа является низкая чувствительность к выявлению микроскопических дефектов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ ко.нтроля дефектов материалов и изделий, включающий облучение контролируемого объекта мессбауэровским излучением, регистрацию когерентно рассеянного материалом объекта излучения, энергетическую селекцию регистрируемого излучения и его последующий анализ 2.

Недостатком известного способа является отсутствие возможности контроля материалов, не содержащих гаммарезонансные ядра, и низкая точность измерений.

Цель изобретения - обеспечение возможности контроля материалов, не содержащих гамма-резонансных ядер, и повышение точности измерений.

Эта цель достигается тем, что в способе контроля дефектов материалов и изделий, включающем облучение контролируемого объекта мессбауэровским излучением, регистрацию когерентно рассеянного материалом объекта излу; чения, энергетическую селекцию регистрируемого излучения и его последующий анализ, контролируемый объект подвергают одновременному воздействию статической и вибрационной нагрузок, а регистрацию излучения про39водят под разными углами с направлением приложения статической нагрузки к контролируемому объекту, На чертеже схематично представлен один из возможных вариантов блок-схе мы устройства, реализующего предлагаемый способ. Устройство содержит источник 1 мессбауэровского излучения, установленные по ходу рассеянного излучения резонансный поглотитель 2, при вод и мый в движение вибратором 3, детектор k и блок 5 обраб отки информации. Кроме того, устройство содержиt источник 6 вибрационной нагрузки, источник 7 статической нагрузки и поворотное устройство 8. Йа чертеже показан также контролируемый объект 9Осуществляется способ следующим образом. При исследовании дефектов контролируемого объекта 9 включают источни 7 статической нагрузки, источник 6 вибрационной нагрузки, представляющий собой источник ультразвука, и источник 1 мессбауэровского излучения, который в каждом конкретном случае выбирается из семейства мессбауэровских изотопов. . В результате включения источника статической нагрузки, сжимающей конт .ролируемый материал, на дефекте происходит концентрация механических на пряжений, что резко меняет преломляю щие свойства материала в этом месте для .мессбауэровского излучения. Вклю чение же источника 6 вибрационной на грузки в этих условиях (при определенных частотах) при водит к появлени дополнительных спектральных составля щих колебаний решетки, обусловленных наличием и типом дефектов. Пучок мессбауэровского излучения из источника 1 попадает на вращаемый контролируемый объект 9Часть мессбауэровского излучения, испытав при определенной ориентации объекта 9 резонансное когерентное ра сеяние а атомах основной решетки и дефектах, попадает в резонансный поглотитель 2, представляющий собой материал, содержащий мессбауэровские ядра с энергией резонансного поглощения, равной энергии излучения месс бауэровских ядер источника 1. Для исследования всех точек спект ра рассеянного мессбауэровского излучения резонансный поглотитель 2 приводится в движение вибратором 3 частота вибрации которого позволяет осуществить полное разрешение, спектра. Прошедшее через резонансный поглотитель 2 мессбауэровское излучение попадает в детектор k. Взаимодействие мессбауэровского излучения с материалом сцинтиллятора детектора k приводит в итоге к появлению на его выходе электрических импульсов, поступающих в блок 5 обработки информации. Создание вибрационной нагрузки на контролируемый объект приводит к появлению колебательного спектра дефектов и атомов матрицы. Создание статической нагрузки приводит к концентрации механичес ких напряжений на дефекте в определённом направлении. Это резко меняет колебательные спектры дефектов и матрицы и приводит к появлению дополнительных спектральных составляющих по сравнению с бездефектным образцом. . Анализ характеристик спектральных составляющих в .совокупности с закономерным изменением параметров дефектов при помощи внешнего воздействия и определение допплеровского смещения частоты, обусловленного движением дефектов, позволяет определить концентрацию дефектов, их колебательные характеристики, асимметрию связей дефекта в решетке и относительное содержание каждого типа дефектов в образце. При контроле изделий предлагаемым способом открывается возможность выявления скрытых дефектов технологии и конструкции без разрушения образца. Строгое соответствие резонансных частот дефектам определенного типа позволяет осуществить их раздельное изучение. Положение дополнительных спектральных составляющих зависит от угла между направлением приложения статической нагрузки и регистрации излучения, поэтому регистрацию излучения проводят для разных углов между этими направлениями, что обеспечивает оптимальную чувствительность способа. Предлагаемый способ позволяет анализировать дефекты произвольной природы в материалах, не содержащих мессбауэровских изотопов. Способ позволяет также анализировать структуру бездефектных образцов произвольной